【正文】

　　物理学的目的在于认识自然，把握自然，而自然界中的任何事物与其他事物之间存在着千丝万缕的联系，并在不断变化着，面对复杂多变的自然界，人们着手研究时，总是遵循这样一条重要的方法论原则，即忽略次要因素、抓住主要矛盾，或从简到繁、由易到难、循序渐进、逐层深入。根据这条原则，人们在处理复杂问题时，总是试图把复杂的问题分解成若干个较为简单的问题逐个突破，正是基于这个思维过程，人们创建了“物理模型”来解决问题。物理模型思维是指通过物理模型来研究和学习物理学，分析和解决物理问题的思维方法，它是物理思维的主要形式之一。

　　随着新课程标准的实施，在高中物理教学中，让学生学会探究和创新越发显得重要，而这一切又离不开物理建模能力的培养。如何帮助学生树立建模意识，建立起物理模型，运用建立起的物理模型解决实际问题，是中学物理教学的一个重点、也是难点。因此我们教师在课堂教学中要积极挖掘教材中可供学生自主建构知识的内容，大胆尝试，使课堂教学实现学习方式多样化，使学生具有不同的认知途径，从而在课堂教学中培养学生的创新精神和实践能力，树立终身学习的意识，提高终身学习的能力，最终促进学生的全面发展。

　　一、抓住“临界条件”，构建物理模型

　　在中学物理中常常碰到一些要使物体恰好做圆周运动的问题，这就要抓住“临界条件”建立模型。比如一个质量为ｍ的小球，要使它恰好能沿光滑竖直圆环作圆周运动，小球的“最高点”是圆环的顶峰，这点的最小速度v=■。而如果小球是套在光滑的圆环轨道上，则到“最高点”的最小速度v=0。如在上面的装置中加上电场，小球仍恰好做圆周运动情况又是怎样的呢？

　　例1：如图1a所示，一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置，圆轨道最低点与一条水平轨道相连，轨道都是光滑的，轨道所在的空间存在水平向右的匀强电场，场强为E，从水平轨道上的某点由静止释放一个质量为m带正电苛的小球A，小球受到的电场力的大小是重力的3/4倍，为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动，求释放点距圆轨道最低点的距离。

 

 

 

 

 

 

 

图1

　　分析：解题的关键是求小球刚好做圆周运动的临界条件，也就是小球通过“最高点”的最小速度，这道题的“最高点”是图1b中的D点，而D点的最小速度，是由电场力和重力的合力作为向心力提供：

　　∵Eq=■mg

　　∴F合=■=■mg  ①

　　 F合=m■        ②

　　由①②式得到:

  vD=■

　　∵在C点:tanθ=■=■

　　∴图中θ=370

　　然后从A至D用动能定理,得:

  Eq(s-Rsin370)-mgR(1+cos370)=■mvD2

　　将vD代入上式解出s=■R

　　物体要能做圆周运动,只要物体能通过竖直圆环的“最高点”即可,这里要特别注意“最高点”的含义,一般来说是物体静止时,合力为零位置的“对称点”，而这点的最小速度是物体所受外力（这时轨道对物体的弹力为零）的合力作为向心力求出的速度。如果上题中小球是套在圆环轨道上,那么υD=0，其它步骤完全相同。

　　二、紧扣关键词句，构建物理模型。

　　例2：如图2示，一个U型导体框架，宽度为L=1m，其所在平面与水平面成α=30°角其电阻可忽略不计。设匀强磁场与U型框架的平面垂直，磁感应强度B=0.2T，今有一根导体棒ab，其质量m=0.2kg，有效电阻R=0.1Ω，跨放在U型框架上，并能无摩擦滑动，求导体ab下滑的最大速度vm。

　　题中求“最大速度”几个字，是提示物理模型的关键性词句，最大，即不可增加，也就是导体ab将以此速度沿导轨斜向下作匀速直线运动。

　　据此，通过自己的抽象思维，大家可以在头脑中构建这样一幅物理图景：导体ab开始下滑时，速度v0=0，在斜轨上受下滑力（重力沿斜面分力），产生的加速度最大；随着下滑速度的增大→导体中感应电动势增加→感应电流增加→磁场对导体的安培力也增加，由于安培力与下滑力反向，故导体的加速度越来越小，而速度仍然越来越大，当下滑速度大到使安培力和下滑力平衡时，加速度为零，速度不再增加而以此最大速度作匀速直线运动。

　　据上述模型分析，导体ab平衡的条件为：

　　mgsinα=F安

　　而F安=BIL，I=ε/R，又ε=BLv

  ∴vm=■=■=2.5(m/s)

 

 

 

 

 

 

 

图2

　　三、探究隐含条件，构建物理模型。

　　例3：质量为m，电量为q的质点，在静电力作用下，以恒定速率v沿圆弧从A点运动到B点，其速度方向改变的角度为θ（弧度），AB弧长为s，则A、B两点间的电势差φA－φB=_________，AB弧中点场强大小E=___________。

　　对此题，不少同学曾认为题目给出的条件模型不清，不能根据题目告诉的条件建立物理模型，因而后面的问题便无从下手，其实该题已给出了较隐蔽的条件。因为此质点只在静电力作用下以恒定速率v沿圆弧运动，故可以，此质点作匀速圆周运动，进而推断出此质点处，在点电荷形成的电场中，可以构建“电子绕核作圆周运动模型”，这样，隐含条件挖掘了出来，物理模型也就清晰了。

　　由点电荷形成的电场的特点可知，同一圆弧上各点电势相等，故φA－φB=0。

　　又由于质点的电场力提供了向心力，则质点在中点受到的电场力

　　F=qE=■而R=s/θ    ∴E=■

　　以上是笔者对构建物理模型的教学实例，经过这种教学实践，能很好地培养学生的建模能力。明确物理情景，建立合适的“物理模型”，能迅速求得正确答案，同时又能让学生加深对所学知识的理解。在高中物理中还有如直线运动、平抛运动、匀速圆周运动、静态平衡等这种物理学涉及的所有基本概念、各类物体及物体所处的状态和状态变化过程等都可以构建物理模型；还有质点、点电荷反映的特定物理现象和物理问题的理想化实体、理想化过程、理想化状态、理想化结构等。

　　使学生熟悉并掌握“物理模型”这种科学研究的思维方法，养成良好的思维品质，才能使构建物理模型的意识成为学生思考问题的方法与习惯，让学生在建立模型的过程中完成知识和能力的自洽，将一些看似复杂的物理情境化解为简单模型的组合，灵活简便地解决物理问题。在高中物理教材中的很多物理模型都需要我们物理教师做这样的教学实践。

family: "Times New Roman"'>年第3期.

　　[2]吉春亚《“语文味”即语文本色的回归》,《中小学语文教学论坛》2005年2期.

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